IP板在医用直线加速器质量控制中的应用

【作 者】刘光波，闫慧娟，孙云川

河北省沧州中西医结合医院放疗科，沧州市，061000

IP板在医用直线加速器质量控制中的应用

【作 者】刘光波，闫慧娟，孙云川

河北省沧州中西医结合医院放疗科，沧州市，061000

目的 探讨计算机X线摄影（Computed Radiography，CR）在放疗质量控制中的应用价值。 方法 分别采用CR和辐射自显影胶片对医用直线加速器进行光野射野一致性、准直器旋转同心度、治疗床旋转同心度以及多叶光栅系统（Multi-Leave Collimators，MLC)的到位精度进行10次重复测试，比较两种成像方式测量结果的差异。 结果 同一组中CR与辐射自显影胶片测量结果无统计学差异（P＞0.05）。 结论 CR可满足放疗质量控制的要求，在加速器质控方面有一定的使用价值。

CR；辐射自显影胶片；质量控制

0 引言

随着放疗设备技术的快速发展，医用直线加速器的质量控制愈加重要。依据美国AAPM TG142号报告，多项质控的测试均需采集射野图像进行检测[1]。目前大多数医院使用辐射自显影胶片进行图像采集，但辐射自显影胶片价格较贵，我们将IP板代替辐射自显影胶片进行加速器质量控制，通过对CR和辐射自显影胶片两种成像方式的测量结果进行比较，探讨使用IP板进行加速器质量控制的可行性。

1 材料和方法

1.1 设备

① 医用直线加速器：瑞典医科达公司；② IP板：美国Eastman Kodak公司；③KODAK CR900处理系统；④ GAFCH-ROMIC EBT2胶片(以下简称EBT2胶片)：美国ISP公司；⑤ Epson V700扫描仪：中国；⑥ RW3固体虚拟水：德国IBA公司。

1.2 关于光野射野一致性的检测

在加速器6 MV X线模式下，设置加速器机架角为0°，源皮距为100 cm，射野大小为10×10 cm2；实验过程中，EBT2胶片位于医用直线加速器标称源皮距处垂直于射线轴，设置MU=300，在胶片上叠加1.5 cm厚的固体虚拟水，下方放置5 cm厚的固体虚拟水，所得图像使用扫描仪测得数据；IP板照射时，设置MU=5，正面放置1 mm铜板，反面依次加倒置的滤线器和1 mm铜板，所得图像使用CR影像处理软件系统调整图像的窗宽窗位，使用所带工具测得所需数据；重复测量10组数据。

1.3 准直器旋转同心度的检测

在加速器6 MV X线模式下，设置机架角为0o，Y Jaw设置为Y1=0.3 cm、Y2=0.3 cm，X Jaw设置为X1=20 cm、X2=20 cm，以形成等中心处0.6cm的狭长射野，EBT2胶片每次曝光300 MU，IP板5 MU，分别在机架角0o、45o、90o、135o下曝光4次，各条狭长射野在介质上形成“米”字线图像。在米字线图像上分别做其中分线，代表每次辐射的辐射束轴，分别使用扫描仪和CR影像处理软件测量两组图像四条中分线形成的中心圆形区域的最大直径，重复测量10组数据。

1.4 关于治疗床旋转同心度的检测

拍摄条件的设置同测量准直器旋转同心度的设置，旋转治疗床的角度分别置为0o、45o、90o、315o，然后拍摄EBT2胶片和IP板关于治疗床旋转形成的的“米”字形图像，采集图像后分别使用扫描仪和CR影像处理软件测量两组图像四条中分线形成的中心圆形区域的最大直径，重复测量10组数据。

1.5 关于加速器MLC的位置精确度的检测

我们主要考察MLC的第20对叶片的到位精度。在加速器6 MV X线能量下，设置加速器机架角为0o，源皮距为100 cm，在计划系统中做一10×10 cm2方形野，手动将第20对叶片拉至Y1=0。照射时，EBT2胶片每次曝光300 MU，IP板为5 MU，采集图像后分别使用扫描仪和CR影像处理软件测量两组图像第20组MLC的位置值，重复测量10组数据。

1.6 统计学处理

测量结果以x±s表示，采用SPSS17.0软件进行统计学分析，两组数据的比较采用配对t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

图1 光野射野一致性检测Fig.1 The alignment of light felds with radiation felds

图2 准直器旋转同心度检测Fig.2 Collimator rotation with center

图3 治疗床旋转同心度检测Fig.3 Couch rotation with center

图4 MLC到位精度检测Fig.4 Position accuracy of MLC

在光野射野一致性的检测中，EBT2胶片与IP板拍摄图像如图1(a)，图1(b)，两者的的检测结果分别为(0.100±0.875) mm和(-0.050±0.831) mm；在准直器旋转同心度的检测中，EBT2胶片与IP板拍摄图像如图2(a)，图2(b)，两者的检测结果分别为(0.350±0.338) mm和(0.300±0.258) mm；在治疗床旋转同心度的检测中，EBT2胶片与IP板拍摄图像如图3(a)，图3(b)，两者的检测结果分别为(0.700±0.483) mm和(0.550±0.284) mm；在加速器MLC到位精度的检测中，EBT2胶片与IP板拍摄图像如图4(a)，图4(b)，两者的检测结果分别为(-0.500±0.497) mm和(0.050±0.761) mm；以上两组测量数据的结果均无统计学差异（t=0.361、-1.406、1.309、-0.688，P＞0.05），详见表1。

表1 EBT2胶片与IP板检测结果的比较（x±s, mm）Tab.1 Comparison of EBT2flm and IP plate test results（x±s, mm）

3 讨论

本研究结果显示，IP板与辐射自显影胶片关于医用直线加速器光野射野一致性的测量结果无统计学差异。张启顺等[3]将IP板应用于放射治疗定位和放射治疗照射野验证中，结果拍摄的射野验证片和模拟定位片图像清晰，能直观反映患者定位和投照的部位与区域，且图像便于数字化处理，存储方便易查找。IP板的灵敏度高，因此也可以减少病人不必要的受量。在加速器准直器与治疗床的旋转同心度检测中，两者所得数据无统计学差异。张建英等[4]做过加速器质量控制中星型片分析的研究，影响其结果的因素有很多，主要是能量的影响会导致软件分析出现误差，需仔细分析再做出最后判断，而CR系统的图像后处理功能使得到的图像信息更加可靠。在MLC到位准确性检测中，两者所得结果无统计学差异。蔡汉飞等[5]使用辐射自显影胶片用于多叶准直器的校准，能满足校准后MLC的到位精度在±1 mm之内的要求。但是，为了检测到各组叶片还要进行胶片的拼接，与辐射自显影胶片相比经CR后处理软件处理的IP板图像影像对比度好，缘锐利度好，图像清晰，价格低并且可以重复使用。

随着放疗设备技术的发展，我们对放疗质量控制的要求也越来越高，医用直线加速器的机械等中心的精度和MLC的到位精度对于患者能否得到精确的靶区照射至关重要。现今，辐射自显影胶片作为常用的医用直线加速器质量控制标准，由于其本身价格的昂贵，使得很大一部分医院无法普及使用，尤其是在MLC到位精度测量时，为了检测到各组叶片还要进行胶片的拼接，这就造成了极大的浪费。有的医院采用传统胶片采集验证图像，但是传统胶片需要在暗室环境中使用药水冲洗，这样就占用了大量的使用空间，分析结果还依赖于洗片机的稳定性，而且胶片易受辐射能量的影响，操作上的复杂使得这种方式逐渐趋于淘汰。CR作为替代普通X线胶片成像的一种技术[5-6]，可以把存储于IP板上的X线信号用激光扫描转化为电信号并进行数字处理，结果可靠且操作简便。CR系统强大的后处理功能便于数字化处理，信息存储方便，而且IP板感光范围宽、灵敏度高，在照射量低的情况下也可获得清楚的图像，减少了对机器的损耗。另一方面CR系统也存在其不足之处，IP板在读取存储信息前有轻微的消退现象，存储时间过久和曝光不足会导致噪声过大，建议及时读取信息，需定期对IP板进行擦洗处理，清除残留噪声。另外，基于加速器的质量控制，IP板在MV级射线下的寿命少有报道。

总之，CR能满足加速器质量控制的要求，可以作为医用直线加速器质量控制方式在医院进行使用,在一些基层医院，利用已经淘汰的IP板进行加速器的质控，不仅保证了质量控制的精确性，也使资源可以得到有效地利用。

[1] 胡逸民, 张红志, 戴建荣, 等. 肿瘤放射物理学[M]. 北京: 原子能出版社, 1999.

[2] 张绍刚, 刘明远. 胶片法在测量中的几个问题[J]. 中国医学物理杂志, 1996, 13(3): 160-162.

[3] 张启顺, 武道福. IP板在放射治疗定位和射野验证中的应用[J].现代肿瘤医学, 2009, 17(4): 738-739.

[4] 张建英,张涛. 医用直线加速器控制中星形野分析的初步研究[J].中国医疗器械杂志, 2011, 35(4): 301-311.

[5] 蔡汉飞, 沈学明, 李贵. 基于辐射自显影胶片的多叶准直器校准[J].临床影像技术, 2009, 24(7): 141-143.

[5] Leblans PA. New needle-crystalline computed radiography detector[J]. J Digit Imaging, 2000, 13(2): 117-120.

[6] Artz DS. Computed radiography for the radiological technologist[J]. Semin Roentgenol, 1997, 32(1): 12-24.

Application of Image Plate in Quality Assurance of Medical Accelerator

【 Writers 】LIU Guangbo, YAN Huijuan, SUN Yunchuan
Department of Radiation Oncology, Hebei Province Cangzhou Hospital of Integrated Traditional and Western Medicine, Cangzhou, 061000

Objective To explore the value of Computed Radiography(CR) in quality control for the medical linear accelerator. Methods By using both CR and autoradiography flm respectively, we tested the alignment of light felds with radiation felds, collimator rotation with center, couch rotation with center and multi-leave collimators(MLC) position accuracy of medical linear accelerator. Each tests were carried out ten times repetitive collection. Then compared the differences between this two methods. Results There were no signifcant difference between CR and autoradiography flm in the same grup(P＞0.05). Conclusion CR can be used in quality control for the medical linear accelerator since it can meet quality control requirements of radiotherapy.

computed radiograpy, autoradiography flm, quality control

TH774

A

10.3969/j.issn.1671-7104.2016.06.018

1671-7104(2016)06-0458-03

2016-04-28

刘光波，E-mail：liuguangbo001@163.com